PL187661B1

PL187661B1 - Materiał wypełniający o strukturze falistej i sposób wytwarzania materiału wypełniającego o strukturze falistej

Info

Publication number: PL187661B1
Application number: PL96316280A
Authority: PL
Inventors: Jung-Fu Chien
Original assignee: Shinih Entpr Co
Priority date: 1996-09-25
Filing date: 1996-09-25
Publication date: 2004-08-31
Also published as: PL316280A1

Abstract

1. Materiał wypełniający o strukturze falistej, składa ' ' jący się z co najmniej jednej ciągłej wstęgi włóknistej sfałdowanej faliście, w którym kolejne fałdy wstęgi włóknistej mają dwa ramiona, których górne końce połączone są ze sobą górnym wierzchołkiem, zaś każdy z dolnych końców ramion tej fałdy połączony jest dolnym wierzchołkiem z dolnym końcem ramienia sąsiedniej fałdy, przy czym kolejne ramiona fałd przylegają ściśle do siebie 1 są ze sobą spojone, a szerokość materiału określa szerokość wstęgi włóknistej, znamienny tym, że co najmniej niektóre górne wierzchołki (23) wyznaczają górną powierzchnię strukturalną materiału, zaś co najmniej niektóre dolne wierzchołki (23) wyznaczają dolną powierzchnię strukturalną materiału, grubość materiału określa odległość pomiędzy tymi powierzchniami strukturalnymi, zaś gęstość materiału mierzona wzdłuż jego grubości jest zmienna. 25. Sposób wytwarzania materiału wypełniającego o strukturze falistej, polegający na formowaniu płaskiej wstęgi włóknistej, a następnie fałdowaniu jej faliście, ściskaniu powstałych fałd i spajaniu ich ze sobą, znamienny tym, że uformowaną płaską wstęgę włóknistą przepuszcza się przez podajnik (20), którego koniec wykonuje ruch oscylacyjny w płaszczyźnie równoległej do osi podłużnej powstającego materiału i jednocześnie prostopadłej do płaszczyzny tego materiału, przy czym częstotliwość i/lub amplituda, i/lub zakres ruchu oscylacyjnego podajnika (20) zależy od założonego rozkładu gęstości gotowego materiału.

Description

Przedmiotem wynalazku jest materiał wypełniający o strukturze falistej i zmiennej gęstości, otrzymywany z włókien spajanych żywicą lub termicznie oraz sposób wytwarzania takiego materiału.

Jeden ze znanych sposobów uzyskiwania materiału wypełniającego o strukturze falistej, pokazano schematycznie na fig. 1 rysunku. W tym sposobie, po rozluźnieniu beli włókien i poddaniu ich zgrzebleniu w celu utworzenia wstęgi A, wstęga ta jest formowana tak, aby tworzyła pasmo A' składające się z zygzakowato ułożonych warstw, aby zwiększyć wytrzymałość gotowej struktury zarówno w kierunku wzdłużnym, jak i poprzecznym. Takie formowanie realizowane jest za pomocą sekwencyjnie pracujących taśm przenośnikowych B, C i D, przemieszczających wstęgę A w kierunku poprzecznym. Taśma przenośnikowa E transportuje wstęgę A w kierunku wzdłużnym, podczas gdy taśmy przenośnikowe C i D wykonują, nieza4

187 661 leżnie od siebie, ruchy oscylacyjne w kierunku poprzecznym. Po zygzakowatym ułożeniu warstwowego pasma A', tak, aby warstwy zachodziły wzajemnie na siebie w kierunku poprzecznym, nanosi się na nie metodą natryskową żywicę, która przenika do wnętrza wstęgi i spaja ze sobą włókna i poszczególne warstwy pasma A'.

Opisany wyżej znany sposób ma jednak szereg wad. W zależności od przeznaczenia grubość gotowego pasma warstwowego A' musi być różna. Ponadto grubość pasma A' zależy od liczby pojedynczych warstw wstęgi A, co oznacza konieczność zapewnienia zsynchronizowanego sterowania przebiegiem układania warstw, przy wysokich prędkościach liniowych taśm przenośnikowych B, C i D, przy czym szybkość ruchu taśm przenośnikowych C i D w kierunku poprzecznym jest większa i/lub szybkość taśmy przenośnikowej E jest mniejsza. Założywszy, że gotowe pasmo warstwowe ma mieć gramaturę 500 g/m², poszczególne warstwy pasma warstwowego A' muszą być nakładane na siebie pod bardzo niewielkim (bliskim zeru) kątem do kierunku poprzecznego, w wyniku czego zachowana zostaje wystarczająca wytrzymałość w kierunku poprzecznym, ale znacznie zmniejsza się wytrzymałość gotowego pasma w kierunku wzdłużnym. W efekcie otrzymuje się produkt finalny o małej wytrzymałości w kierunku wzdłużnym. Inną wadą opisanego wyżej znanego sposobu jest fakt, że aby uzyskać produkt finalny o gramaturze 500 g/m , przy założeniu, że pasmo wychodzące ze zgrzeblarki ma przykładowo gramaturę 20 g/m2, trzeba nałożyć na siebie 25 warstw pasma zgrzeblonego, co poważnie zmniejsza wydajność produkcyjną, utrudnia wnikanie natryskiwanej żywicy w głąb struktury i powoduje, że trudno jest uzyskać dobre spojenie ze sobą poszczególnych warstw, ułożonych zygzakowato jedna na drugiej. Kolejna wada tego znanego sposobu polega na tym, że struktura nim otrzymana, nawet jeśli posiada wystarczającą wytrzymałość w obu kierunkach poprzecznym i wzdłużnym, to jednak zawsze ma słabą wytrzymałość w kierunku prostopadłym do obu tych kierunków, a tym samym jest bardzo mało odporna na obciążenia ściskające, działające w tym kierunku.

Inne publikacje opisujące znane rozwiązania dotyczące produkcji falistych struktur włóknistych przedstawiono poniżej.

W amerykańskim opisie patentowym nr 4.576.853 ujawniono wielowarstwowy wyrób z włókna tekstylnego utworzony z szeregu niestabilnych warstw włókna tekstylnego ułożonych na zakładkę jedna na drugiej i ściśle przylegających do siebie. Wadą pewnych postaci tego wyrobu jest to, że przynajmniej jedna z warstw wykazuje właściwości odmienne od pozostałych.

Amerykański opis patentowy nr 2.689.811 ujawnia falistą wyściółkę włóknistą, o pofałdowanej strukturze, mającą słabą wytrzymałość w kierunku wzdłużnym, szorstką powierzchnię i stałą gęstość, przy czym grubość tego wyrobu jest niniejsza niż 1,5 cala.

W amerykańskim opisie patentowym nr 2.428.709, przedstawiono urządzenie z wieloma przenośnikami i służące do tworzenia fałd przez zróżnicowanie prędkości tych przenośników, a przeznaczonego do wytwarzania wyściółki o małej grubości i gęstości.

Amerykański opis patentowy nr 1.988.843 ujawnia wykorzystywanie arkuszowych materiałów o budowie komórkowej do otrzymywania materaców i poduszek. Poszczególne warstwy tych materiałów są łączone ze sobą w miejscu styku za pomocą sprężystego i elastycznego kleju.

W amerykańskim opisie patentowym nr 4.111.733 opisano wykorzystanie szeregu poziomych taśm przenośnikowych o zróżnicowanych prędkościach do wytwarzania falistego lub pofałdowanego materiału. Grubość fałd jest ograniczana przez dwie ściany wzdłużne i zwykle nie wynosi więcej niż 1,5 cala, ponieważ materiał jest układany w fałdy w wyniku zróżnicowania prędkości przenośników.

Amerykański opis patentowy nr 2.219.737 ujawnia materiał wyściółkowy do poduszek tapicerskich, otrzymywany przez igłowanie warstwy ciętych włókien celem utworzenia płaskiej wstęgi oraz składanie tej płaskiej wstęgi, tak aby powstały fałdy, a następnie utrwalanie tych fałd przez zszywanie, spajanie lub zgrzewanie ich ze sobą.

Europejski opis patentowy nr 350.627 ujawnia urządzenie do formowania z pasma zgrzeblonych włókien prostopadle ułożonych arkuszy z wielokierunkowo zorientowanych

187 661 włókien za pomocą obrotowego lub wibracyjnego grzebienia z umieszczonymi na nim igłami, powodującego układanie poziomej wstęgi włókien w pionowe fałdy.

Brytyjski opis patentowy nr 2.077.786 ujawnia podobne materiały z włókien tekstylnych, które poddaje się obróbce zgrzeblenia, szlifowania szmerglem, czesania lub nastraszania, celem zapewnienia lepszej przyczepności dla zewnętrznej warstwy tworzywa sztucznego.

Najbliższe przedmiotowi wynalazku jest rozwiązanie ujawnione w polskim opisie patentowym nr 170.019 (będące analogiem patentu USA nr 5.981.024). W opisie tym ujawniono sposób wytwarzania utwardzonej wstęgi z włókien mineralnych oraz płyty z włókien mineralnych wytwarzane takim sposobem. Płyta taka utworzona jest z szeregu sąsiadujących warstw usytuowanych poprzecznie do kierunku wzdłużnego wyznaczonego przez płytę i złożonych z podsegmentów zawierających włókna mineralne w większości zorientowane poprzecznie względem kierunku wzdłużnego i poprzecznie względem siebie, przy czym włókna w warstwach są spojone ze sobą w integralną strukturę utwardzonymi w pojedynczym procesie utwardzania spoiwami pierwotnie zawartymi w nieutwardzonej włókninowej wstędze, z której płyta jest ukształtowana. W innym przykładzie realizacji ujawnionym w tym dokumencie opisano produkt powstały z włókien mineralnych zawierający płytki wykonane ze wstęgi z włókien mineralnych. Struktura złożona z tych płytek jest następnie dzielona na oddzielne płyty z włókien mineralnych. Wszystkie te wyroby z włókna mineralnego są wytwarzane przez produkcję nie tkaninowego materiału jako pierwszego włókna. Segmentowa pierwsza włókninowa wstęga z włókien mineralnych jest przetwarzana w segmentową drugą wstęgę z włókien mineralnych przez układanie segmentów pierwszej wstęgi z włókien mineralnych z częściowym wzajemnym zachodzeniem na siebie i poprzecznie względem kierunku wzdłużnego i kierunku poprzecznego do drugiej wstęgi z włókien mineralnych. Segment utworzony jest przez przeciwległe zagięcia fałd łączące ten segment z segmentem ułożonym przed nim. Trzecia wstęga z włókien mineralnych jest sfałdowana pionowo, czyli poprzecznie lub prostopadle w stosunku do kierunku wzdłużnego wstęgi z włókien mineralnych oraz równolegle do kierunku poprzecznego wstęgi z włókien mineralnych.

Wszystkie te przytoczone powyżej rozwiązania mają jedną wspólną wadę, a mianowicie nie są w stanie zapewnić uzyskania wystarczająco gładkiej powierzchni struktury wstęgi składającej się z zachodzących na siebie lub pokrywających się fałd oraz zmiennej w przekroju poprzecznym gęstości takiej struktury. Ponadto przytoczone rozwiązania nie stwarzają możliwości uzyskania struktury o wystarczająco dużej wytrzymałości w kierunku wzdłużnym przy grubości wstęgi wynoszącej do 8 cali. Dodatkowo, przy stosowaniu przytoczonych rozwiązań nie ma możliwości uzyskania różnych postaci pofałdowania z szeregiem zachodzących na siebie lub pokrywających się fałd przy powierzchniach wstęgi ale przebiegających pionowo lub zasadniczo prostopadle do osi wstęgi w jej części środkowej.

Celem niniejszego wynalazku było więc zminimalizowanie i/lub wyeliminowanie wad charakterystycznych dla dotychczasowego stanu techniki.

Materiał wypełniający według wynalazku składa się z co najmniej jednej ciągłej wstęgi włóknistej sfałdowanej faliście, przy czym kolejne fałdy wstęgi włóknistej mają dwa ramiona, których górne końce połączone są ze sobą górnym wierzchołkiem, zaś każdy z dolnych końców ramion tej fałdy połączony jest dolnym wierzchołkiem z dolnymi końcem ramienia sąsiedniej fałdy. Kolejne ramiona fałd przylegają ściśle do siebie i są ze sobą spojone, a szerokość materiału określa szerokość wstęgi włóknistej. Materiał taki charakteryzuje się tym, że co najmniej niektóre górne wierzchołki fałd wyznaczają górną powierzchnię strukturalną materiału, zaś co najmniej niektóre dolne wierzchołki fałd wyznaczają dolną powierzchnię strukturalną materiału, przy czym grubość materiału określa odległość pomiędzy tymi powierzchniami strukturalnymi, zaś gęstość materiału mierzona wzdłuż jego grubości jest zmienna.

Gęstość materiału według wynalazku w rejonie sąsiadującym z co najmniej jedną z powierzchni strukturalnych może być mniejsza niż jego gęstość w innych rejonach. Gęstość tego materiału może też być największa w rejonie oddalonym od powierzchni strukturalnej.

W jednym z wariantów realizacji wynalazku gęstość materiału może być największa w środku grubości, zaś najmniejsza w rejonie sąsiadującym z co najmniej jedną z powierzchni strukturalnych.

187 661

W kolejnym wariancie długości ramion sąsiadujących ze sobą fałd są różne. W jeszcze innym wariancie obie powierzchnie strukturalne materiału według wynalazku są do siebie równoległe.

W kolejnych wariantach materiał według wynalazku składa się tylko z jednej, z dwóch lub trzech sfałdowanych faliście wstęg włóknistych. W wariancie materiału według wynalazku z dwiema wstęgami fałdy jednej wstęgi włóknistej zazębiają się z fałdami drugiej wstęgi włóknistej, natomiast w wariancie z trzema wstęgami włóknistych niektóre fałdy pierwszej z trzech wstęg wciśnięte są pomiędzy fałdy pozostałych dwóch wstęg, a inne fałdy pierwszej z wstęg zazębiają się z fałdami pozostałych dwóch wstęg.

W kolejnych wariantach wynalazku fałdy materiału mogą mieć postać łukowatą, natomiast górne i dolne wierzchołki co najmniej niektórych fałd mogą być zawinięte i zachodzić co najmniej częściowo na odpowiadające im wierzchołki fałd sąsiednich.

W innym wariancie wynalazku gómą i dolną powierzchnię strukturalną materiału wyznaczają włókna z każdego z górnych i dolnych wierzchołków fałd, sięgające na odpowiadające im pobliskie wierzchołki i zasłaniające szczeliny między fałdami. Materiał w kolejnym wariancie wynalazku zawiera dodatkowo dolną i gómą płaską włóknistą wstęgę zewnętrzną przylegającą odpowiednio do górnych i dolnych wierzchołków fałd wyznaczających dolną i gómą powierzchnię strukturalną materiału, przy czym górne i dolne wierzchołki fałd mogą być zawinięte i zachodzić na odpowiadające im wierzchołki fałd sąsiednich.

Istotą sposobu według wynalazku polegającego na formowaniu płaskiej wstęgi włóknistej, a następnie fałdowaniu jej faliście, ściskaniu powstałych fałd i spajaniu ich ze sobą jest to, że uformowaną płaską wstęgę włóknistą przepuszcza się przez podajnik, którego koniec wykonuje ruch oscylacyjny w płaszczyźnie równoległej do osi podłużnej powstającego materiału i jednocześnie prostopadłej do płaszczyzny tego materiału. Częstotliwość i/lub amplituda i/lub zakres mchu oscylacyjnego podajnika wstęgi włóknistej zależy od założonego rozkładu gęstości gotowego materiału.

W jednym z wariantów sposobu według wynalazku, formuje się wstęgę włóknistą z pierwszego rodzaju włókna o pierwszej temperaturze topnienia oraz z drugiego rodzaju włókna o drugiej temperaturze topnienia wyższej niż pierwsza temperatura topnienia, po czym po ściśnięciu fałd tworzony materiał podgrzewa się do temperatury wyższej niż pierwsza temperatura topnienia i niższej niż druga temperatura topnienia.

W innym wariancie sposobu według wynalazku uformowane fałdy nasyca się żywicą po czym całość podgrzewa się do temperatury wywołującej zestalenie się żywicy.

W jeszcze innym wariancie sposobu według wynalazku przed spojeniem fałd szczotkuje się wierzchołki fałd, zaczesując wystające włókna na wierzchołki fałd sąsiednich.

Materiał według wynalazku ma, w stosunku do znanych wcześniej materiałów, znacznie większą wytrzymałość we wszystkich trzech wzajemnie do siebie prostopadłych kierunkach i lepszą sprężystość. Sposób układania w fałdy pasma spojonych włókien pozwala na doskonałe przenikanie do jego najgłębszych warstw żywicy i gorącego powietrza przy spajaniu ze sobą tych fałd żywicą lub termicznie korzystnie, wpływając na zwiększenie wytrzymałości. Mała ściśliwość, przepuszczalność powietrza, gładkość i równość powierzchni, pozwala wykorzystywać materiał według wynalazku jako wypełnienie kołder, poduszek, mebli tapicerskich i siedzeń do pojazdów, poduszek tapicerskich, materacy, śpiworów, kurtek narciarskich itd. oraz jako materiału filtracyjnego. W wyniku realizacji wynalazku możliwe jest uzyskanie materiału o dowolnej grubości, zależnej od wysokości tworzonych fałd, a jednocześnie o podwyższonej wytrzymałości na jego powierzchni w kierunku wzdłużnym, przy jednoczesnym zachowaniu wytrzymałości w kierunku prostopadłym do tej powierzchni w reszcie tego materiału. Możliwe jest uzyskiwanie materiału wypełniającego o małej gęstości, dobrze nadającego się na wyściółkę lub podbicie, wykazującego doskonały powrót elastyczności po usunięciu obciążenia i małą objętość pod obciążeniem, wyjątkowo miękkiego w dotyku oraz o zdolności dobrego układania się, czyli mającego cechy wymagane od materiałów używanych na takie wyroby jak kołdry, śpiwory czy ciepłe szlafroki. Wynalazek pozwala również na uzyskanie materiału wypełniającego, który jest miękki w warstwie powierzchniowej, a trudno

187 661 ściśliwy w strefie wewnętrznej oraz materiału wypełniającego o zróżnicowanej gęstości między jego powierzchniami.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony szczegółowo w opisanych niżej przykładach wykonania, które są zilustrowane kolejnymi figurami załączonego rysunku. Fig. 1 przedstawia perspektywiczny widok znanego urządzenia do układania poprzecznych zakładek, natomiast fig. 2 przedstawia schemat urządzenia do układania w fałdy włóknistego materiału wypełniającego według wynalazku, spajanego żywicą. Fig. 3 przedstawia schemat urządzenia do układania w fałdy włóknistego materiału wypełniającego według wynalazku, spajanego termicznie z ewentualnym dodaniem dwóch zewnętrznych, niefałdowanych wstęg spojonych z pofałdowaną wstęgą i pokrywających ją z obu stron. Fig. 4 przedstawia perspektywiczny widok ulepszonej struktury spajanego żywicą lub termicznie włóknistego materiału wypełniającego według wynalazku. Fig. 5 przedstawia perspektywiczny widok wariantu wykonania materiału według wynalazku, otrzymanego przy zastosowaniu urządzenia pokazanego na fig. 3. Fig. 6 przedstawia w widoku z boku kolejny wariant wykonania materiału według wynalazku, w którym fałdy mają kształt przypominający zęby piły, natomiast fig. 7 przedstawia w widoku z boku jeszcze inny wariant wykonania materiału według wynalazku z fałdami o kształcie trójkątnym. Fig. 8 przedstawia widok perspektywiczny fragmentu urządzenia do układania w fałdy spajanego żywicą lub termicznie materiału według wynalazku w jednej z jego postaci wykonania, natomiast fig. 9A, fig. 9B, fig. 9C i fig. 9D przedstawiają różne warianty wykonania aparatu szczotkującego uwidocznionego na fig. 8. Fig. 10 przedstawia widok perspektywiczny włóknistego materiału wypełniającego według wynalazku wykonanego przy użyciu urządzenia uwidocznionego na fig. 8. Fig. 11 przedstawia powiększony fragment strefy wierzchołkowej fałd materiału według wynalazku pokazanego na fig. 10. Fig. 12 przedstawia w widoku z boku jeden z wariantów wykonania materiału według wynalazku, mającego strefy o małej gęstości przy powierzchniach zewnętrznych oraz obszar o średniej gęstości pomiędzy nimi, natomiast fig. 13 przedstawia w analogicznym widoku wariant wykonania tego materiału mającego strefę o małej gęstości przy jednej z jego powierzchni zewnętrznych podczas gdy reszta materiału ma dużą gęstość. Fig. 14 przedstawia w widoku z boku wariant wykonania materiału według wynalazku, w którym strefa o dużej gęstości znajduje się w obszarze między strefą o małej i strefą o średniej gęstości, natomiast fig. 15 przedstawia w tym samym widoku wariant wykonania materiału podobny do uwidocznionego na fig. 13, gdzie jednak grubość materiału jest zmienna na jego długości. Fig. 16 przedstawia w widoku z boku inny wariant wykonania materiału według wynalazku, podobny do uwidocznionej na fig. 15, gdzie jednak żadna z obu przeciwległych powierzchni materiału nie jest płaska, a strefa o dużej gęstości znajduje się pomiędzy dwiema zewnętrznymi strefami o małej gęstości. Fig. 17 przedstawia w widoku z boku wariant wykonania materiału według wynalazku, podobny do uwidocznionego na fig. 12, ale utworzonego z dwóch pofałdowanych wstęg włóknistych z fałdami jednej z nich wchodzącymi między fałdy drugiej. Fig. 18 przedstawia w widoku z boku wariant wykonania materiału według wynalazku, podobny do uwidocznionych na fig. 13 i fig. 17. Fig. 19 przedstawia w widoku z boku wariant wykonania materiału według wynalazku utworzony z trzech pofałdowanych wstęg włóknistych o fałdach wchodzących wzajemnie w siebie. Fig. 20 przedstawia w widoku z boku wariant wykonania materiału według wynalazku, podobny do uwidocznionych na fig. 14 i fig. 19. Fig. 21 przedstawia w widoku z boku wariant wykonania materiału według wynalazku, podobny do uwidocznionego na fig. 19, ale ze strefą o śi^^«dniej gęstości usytuowćmą miedzy strefą o małej gęstości, a strefą o dużej gęstości. Fig. 22a przedstawia w widoku z boku wariant wykonania materiału według wynalazku, mające wystające fałdy przed zakończeniem procesu nadawania zróżnicowanej gęstości, natomiast fig. 22b przedstawia w takim samym widoku wariant wykonania materiału według wynalazku uwidoczniony na fig. 22a, po zakończeniu procesu nadawania zróżnicowanej gęstości. Fig. 23a przedstawia w widoku z boku wariant wykonania materiału według wynalazku, podobny do uwidocznionego na fig. 22a, z wystającymi wierzchołkami fałd, natomiast fig. 23b przedstawia w tym samym widoku postać wykonania materiału według wynalazku w stanie wykończonym, podobny do uwidocznionej na fig. 23a i w tej samej fazie procesu wytwarzania jaką uwidoczniono na fig. 22b, mającą „zawinięte” fałdy na jednej z powierzchni. Fig. 24a przed8

187 661 stawia w widoku z boku wariant wykonania materiału według wynalazku, podobny do pokazanej na fig. 22a, w stanie gotowym, ale materiał składa się tu z dwóch ułożonych w fałdy wstęg. Fig. 24b przedstawia w widoku z boku wariant wykonania materiału według wynalazku uwidocznionej na fig. 24a w stanie już wykończonym. Fig. 25a przedstawia w widoku z boku wariant wykonania materiału według wynalazku, podobny do uwidocznionej na fig. 22b, przy czym materiał składa się tu z trzech wstęg ułożonych w fałdy, natomiast fig. 25b przedstawia, w tym samym widoku, wariant wykonania materiału według wynalazku uwidoczniony na fig. 25a w stanie już wykończonym. Fig. 26 przedstawia w widoku z boku wariant wykonania materiału według wynalazku, podobny do uwidocznionego na fig. 14, jeśli chodzi o rozkład gęstości, ale z fałdami uformowanym łukowato. Fig. 27 przedstawia schematycznie fragment urządzenia do formowania pofałdowanego włóknistego materiału według wynalazku o zróżnicowanej gęstości w przekroju poprzecznym i wykonanego z pojedynczej wstęgi włóknistej. Fig. 28 przedstawia schematycznie fragment urządzenia do formowania pofałdowanego włóknistego materiału według wynalazku wykazującego zróżnicowaną gęstość w przekroju poprzecznym i wykonanego z dwóch wstęg włóknistych. Fig. 29 przedstawia schematycznie fragment urządzenia podobnego do uwidocznionego na fig. 28 i przeznaczonego do formowania pofałdowanego włóknistego materiału według wynalazku ale dodatkowo wyposażonego w aparat szczotkujący. Fig. 30 przedstawia schematycznie fragment urządzenia do formowania pofałdowanego włóknistego materiału według wynalazku wykazującego zróżnicowaną gęstość w przekroju poprzecznym i wykonanego z trzech wstęg włóknistych. Fig. 31 przedstawia schematycznie fragment urządzenia podobnego do uwidocznionego na fig. 30 i przeznaczonego do formowania pofałdowanego włóknistego materiału według wynalazku ale dodatkowo wyposażonego w aparat szczotkujący. Fig. 32 przedstawia schematycznie fragment urządzenia do formowania pofałdowanego włóknistego materiału według wynalazku z pojedynczej wstęgi, mającego zawinięte końce fałd. Fig. 33 przedstawia schematycznie fragment urządzenia do formowania pofałdowanego włóknistego materiału według wynalazku z dwóch wstęg, mającego zawinięte końce fałd. Fig. 34 przedstawia schematycznie fragment urządzenia do formowania pofałdowanego z trzech wstęg włóknistego materiału według wynalazku, mającego zawinięte końce fałd.

Nawiązując do przedstawionych na rysunkach różnych przykładów wykonania niniejszego wynalazku omówiona zostanie najpierw fig. 2 przedstawiająca przykładowe urządzenie do realizacji sposobu według wynalazku, zastosowanego do spajanego żywicą materiału włóknistego według wynalazku. Będzie to jednocześnie opis przebiegu tego sposobu.

Bela włókien stanowiących materiał wyjściowy jest najpierw poddawana rozluźnieniu a następnie formowana jest z nich wstęga oznaczona odnośnikiem 40. Utworzona z tych włókien wstęga 40 jest następnie podawana do maszyny 10, gdzie jest ona układana w poprzeczne zakładki w naprzemiennie zmienianym kierunku. Po opuszczeniu maszyny 10 układającej zakładki, włóknista wstęga 40 jest korzystnie poddawana prasowaniu w maszynie prasującej 15 dla zwiększenia jego wytrzymałości w kierunku wzdłużnym. Następnie wstęga ta przechodzi pomiędzy dwiema taśmami przenośnikowymi 20, których powierzchnie nośne są do siebie równoległe. Taśmy przenośnikowe 20 są zamontowane wahliwie względem osi usytuowanej na ich wlocie (tzn. oba przenośniki są na przemian odchylane od siebie i ku sobie w płaszczyźnie równoległej do kierunku ich ruchu i prostopadłej do ich powierzchni), co symbolizują strzałki na fig. 2. Gdy wstęga wychodzi spomiędzy tych taśm to jest układana w fałdy na zakładkach utworzonych przez maszynę 10 nadając wstędze pofałdowaną strukturę, którą ma wchodząc do komory formującej lub kanału 30, gdzie zwykle znajduje się para równoległych przenośników takich jak taśmy przenośnikowe. Kanał 30 ma szerokość ustawioną odpowiednio do wielkości fałd tworzonych na wstędze 40 tak, że z kanału tego wychodzi pofałdowane pasmo. W wyniku współdziałania wychylnych ruchów oscylacyjnych pary przenośników 20 z komorą formującą 30 uzyskuje się odpowiednią wysokość, podziałkę oraz ułożenie tworzonych fałd. Gdy tak pofałdowana wstęga wychodzi z komory formującej to może być na nie nakładana z jednej strony pierwsza płaska wstęga zewnętrzna 1, która jest podawana z pierwszego bębna 70, po czym całość przechodzi do urządzenia natryskowego 50, gdzie na jedną stronę pierwszej wstęgi zewnętrznej 1 natryskiwana jest żywica. Następnie pofałdowana

187 661 wstęga 40 wraz z ułożoną na niej pierwszą zewnętrzną wstęgą 1, jest podgrzewana i suszona w piecu 60. Korzystnie w procesie tym stosuje się tylko jeden piec grzewczy. Po opuszczeniu pieca 60 na pofałdowaną wstęgę 40 nakładana jest druga wstęga zewnętrzna 1 podawana z drugiego bębna 70. Następnie wstęga przechodzi do urządzenia natryskowego, gdzie druga wstęga zewnętrzna 1 jest natryskiwana żywicą, po czym pofałdowana wstęga 40 z dwiema zewnętrznymi wstęgami 1 po obu jej stronach jest ponownie kierowana do pieca 60, gdzie następuje jej podgrzewanie i suszenie. Żywica przywiera także do fałd. 21, jak to uwidoczniono na fig. 5. Pierwsza i druga zewnętrzna wstęga 1 może być ewentualnie nakładana na pofałdowaną wstęgę 40 dopiero po jej przejściu przez urządzenia natryskowe 50 i 80. Alternatywnie możliwe jest wytwarzanie materiału jednowarstwowego bez zewnętrznych wstęg 1 na wstędze pofałdowanej 40, takiego jak uwidoczniono w widoku perspektywicznym na fig. 4. Wstęga włóknista 40 posiada wystarczającą, wytrzymałość w kierunku jej wszystkich trzech osi, co oznacza znacznie większą ogólną wytrzymałość i sprężystość całej struktury tego materiału. Ponadto przestrzenie pomiędzy miejscami styku 41 i 42 fałd pozwalają na równomierne rozprowadzenie i przenikanie żywicy w całej masie materiału, co następnie ułatwia proces suszenia i utwardzania.

W innym korzystnym wariancie realizacji wynalazku nie stosuje się w ogóle żywicy. Wtedy, zgodnie z procesem zilustrowanym schematycznie na fig. 3, włókna o niskiej temperaturze topnienia (drugie włókna) miesza się z włóknem podstawowym (pierwsze włókna) przed rozpoczęciem procesu formowania wstęgi. Te drugie włókna, w wyniku ich stopienia, spajają ze sobą włókna podstawowe i przylegające do siebie fałdy. Po ochłodzeniu pofałdowanej wstęgi stopione włókna ulegają zestaleniu mocno spajając ze sobą włókna podstawowe o wysokiej temperaturze topnienia, a także wzajemnie stykające się ze sobą sąsiednie fałdy. Przed wprowadzeniem do pieca 60 pofałdowana wstęga włóknista 40 może być ewentualnie przykryta z obu stron płaskimi wstęgami zewnętrznymi 1 podawanymi odpowiednio z dwóch bębnów 70. Taka struktura warstwowa jest następnie wprowadzana do pieca 60, gdzie następuje spojenie wstęg zewnętrznych 1 z pofałdowaną wstęgą włóknistą 40. W tym korzystnym wariacie realizacji wynalazku stosuje się w praktyce mieszaninę włókien o wysokiej i niskiej temperaturze topnienia. Włókna o niskiej temperaturze topnienia winny mieć tę temperaturę co najmniej o 20°C, a najlepiej co najmniej o 30°C, niższą niż włókna o wysokiej temperaturze topnienia. Jako włókna o wysokiej i niskiej temperaturze topnienia można stosować włókna z tego samego lub podobnego tworzywa zależnie od zamierzonego konkretnego przeznaczenia wytwarzanego materiału i ewentualnej potrzeby łączenia z innymi włóknami. Na przykład jako włókna o niskiej temperaturze topnienia (około 250°C) można użyć włókna poliamidowe gdy zastosuje się je w kombinacji z włóknami aramidowymi mającymi temperaturę topnienia wyższą niż 280°C (jeśli w ogóle ulegają one stopieniu). Możliwe jest również, przy praktycznym stosowaniu niniejszego wynalazku, użycie włókien poliamidowych jako tych o wyższej temperaturze topnienia jeśli do spajania użyje się innych włókien o odpowiednio niższej temperaturze topnienia. Do włókien nadających się do stosowania w materiale według niniejszego wynalazku należą, ale bynajmniej nie wyłącznie, tworzywa poliestrowe takie jak tereftalanu polietylenu (temp. topnienia 250°C), kopoliester o składzie 60-80% molowych tereftalanu etylenu i 20-40 procent polarnych izoflatanu etylenu (temp. topnienia 110-170°C), polipropylen (temp. topnienia około 160°C), tworzywa poliamidowe takie jak nylon 6 (temp. topnienia 220°C) oraz tworzywa aramidowe takie jak polimetafenylenoizoftalamid (ulega rozkładowi) i poliparafenylenotereftalamid (ulega rozkładowi). Jako włókna o niskiej temperaturze topnienia można stosować tak zwane włókna rdzeniowe, które mają rdzeń z tworzywa o wyższej temperaturze topnienia i powłokę zewnętrzną z tworzywa o niższej temperaturze topnienia. Tutaj, dla celów niniejszego wynalazku, tworzywo użyte na zewnętrzną powłokę spełnia rolę polimeru spajającego o stosunkowo niskiej temperaturze topnienia. W mieszance włókien, włókna o niskiej temperaturze topnienia stanowią zwykle od 10 do 40% wagowych składu mieszanki. Zostało stwierdzone, że jeśli włókna o niskiej temperaturze topnienia stanowią mniej niż 5% wagowych mieszanki to nie można uzyskać wystarczająco mocno spojonej struktury, zaś gdy ich zawartość przekracza 50% wagowych, wtedy struktura jest sztywna, a materiał jest ostry w dotyku.

187 661

Korzystnie, jak to pokazano na fig. 5, fałdy 21 wstęgi włóknistej 40 są ułożone w harmonijkę, gdzie górne i dolne końce fałd są zwykle zaokrąglone, a pomiędzy fałdami 21 i płaskimi wstęgami zewnętrznymi 1 utworzone są wewnętrzne i zewnętrzne wolne przestrzenie 22. Również, zgodnie z niniejszym wynalazkiem, fałdy 21 wstęgi włóknistej 40 mogą być piłokształtne lub mieć kształt trójkątny, jak to pokazano na fig. 6 i fig. 7.

Dalsze warianty wykonania materiału według niniejszego wynalazku są ilustrowane na fig. od 8 do 11. Stanowią one różne odmiany spajanych żywicą lub termicznie struktur opisanych wyżej, a uzyskuje się je przez stosowanie rozmaitych realizacji sposobu według wynalazku. W każdym z tych wariantów wykonania zastosowano szczotkowanie wierzchołków 23 fałd 21, powodując tym samym zachodzenie włókien 45 z wierzchołków 23 jednych fałd na wierzchołki sąsiednich fałd i wzajemne przeplatanie się włókien z fałd sąsiadujących ze sobą. Operację tę przeprowadza się już po ostatecznym uformowaniu fałd ale przed natryskiwaniem żywicy (w przypadku spajania żywicą) lub ogrzewaniem wstęgi w przypadku spajania termicznego. Dla uzyskania tego efektu wzajemnego „mostkowania” sąsiednich fałd ich wierzchołki 23 są szczotkowane z chwilą gdy tylko fałdy zostaną uformowane. W tym celu w kanale przenośnikowym lub komorze formującej 30 umieszczono jeden lub więcej aparatów lub zespołów szczotkujących 90. W komorze formującej 30 znajduje się przynajmniej jedna para równoległych do siebie przenośników 31, usytuowanych po dwóch stronach tej komory w odpowiednim odstępie od siebie, a zaraz za nimi, patrząc w kierunku przesuwania się wstęgi, umieszczono jeden lub więcej aparatów szczotkujących 90.

Korzystnie, jak to pokazano na fig. 8, w układzie urządzeń do realizacji sposobu według wynalazku stosuje się kilka par równoległych do siebie przenośników, takich jak 31, 3 Γ, 32, 32' i 33, 33', umieszczonych szeregowo, jedna τά drugą, w kanale przenośnikowym 30. Wtedy aparat szczotkujący 90 umieszcza się pomiędzy pierwszą a drugą parą tych przenośników. Ewentualnie kolejny aparat szczotkujący może być umieszczony między następnymi dwiema parami przenośników. Chociaż oba przenośniki każdej pary, takie jak 31, 31', 32, 32' i 33, 33', mogą mieć taką samą długość w kierunku przesuwu wstęgi włóknistej 40, to korzystnym jest stosowanie przenośników o różnych długościach. Umożliwia to usytuowanie aparatów szczotkujących 90 na linii biegnącej ukośnie w stosunku do tras obu przenośników tak jak pokazano na fig. 8. Przy takim rozwiązaniu, podczas szczotkowania wierzchołków 21 fałd z jednej strony pofałdowanej wstęgi, co wiąże się z przyłożeniem przez aparat szczotkujący pewnej siły, prostopadłej do drogi przesuwu, druga strona wstęgi 40 ma należyte oparcie. W sposobie według wynalazku można stosować różne rodzaje aparatów szczotkujących. Przykłady takich różnych aparatów szczotkujących pokazano na figurach od 9A do 9D. Wybór konkretnego rodzaju aparatu szczotkującego i jego ustawienie względem wierzchołków 23 fałd wstęgi włóknistej 40 zależy, przynajmniej częściowo, od takich czynników jak rodzaj tworzywa, z którego wykonane są włókna tworzące wstęgę, długości tych włókien, gęstości wstęgi włóknistej, tego jak blisko siebie znajdują się poszczególne fałdy itd. Jeden z pokazanych przykładowych rodzajów aparatów szczotkujących 90 to aparat ze szczotkami obrotowymi 91, widoczny na fig. 9A, gdzie mamy do czynienia z cylindryczną szczotkę z włosami przebiegającymi promieniowo w stosunku do jej osi obrotu.

Inny przykład aparatu szczotkującego, ze szczotką taśmową 92, pokazano na fig. 9B. Szczotka taśmowa 92 ma postać taśmy z wystającymi z niej prostopadle włosami, napiętej między dwoma bębnami luźnym i napędowym. Chociaż kierunek ruchu szczotek obrotowej i taśmowej 92 może być zgodny z kierunkiem przesuwu pofałdowanej wstęgi 40 to ogólnie rzecz biorąc korzystniej jest gdy ruch szczotek odbywa się w kierunku przeciwnym do kierunku przesuwu tej wstęgi 40, jak to pokazują strzałki na fig. 9A i fig. 9B.

Inne przykładowe rodzaje szczotek to szczotka stała 93 pokazana na fig. 9C oraz „szczotka” pneumatyczna 94 pokazana na fig. 9D. Ten ostatni rodzaj aparatu szczotkującego posiada jedną lub wiele dysz kierujących strumień sprężonego powietrza w stronę powierzchni wierzchołków 23 fałd. Tak samo jak w przypadku szczotek obrotowych tak i tutaj korzystniej jest, gdy strumień powietrza jest skierowany przeciwnie do kierunku przesuwu wstęgi włóknistej. Powietrze pod odpowiednim ciśnieniem wypływające z dysz jest kierowane na powierzchnie wstęgi włóknistej 40 tak aby powodowało unoszenie i przemieszczanie końców

187 661 włókien 45 znajdujących się na tej powierzchni w sposób podobny, jak to czynią aparaty szczotkujące od 91 do 93. Jedyną różnicą natury technologicznej, jaka występuje między szczotkami mechanicznymi od 91. do 93 a ..szczotką” pneumatyczną 94. jest to, że w przypadku gdy taśma przenośników jest wykonana z siatki, to tę ostatnią można umieścić w przestrzeni ograniczonej pętlą taśmy przenośnikowej, podczas gdy szczotki mechaniczne mogą być usytuowane tylko w przerwach między kolejnymi przenośnikami lub dopiero za przenośnikiem, gdy stosowana jest tylko jedna para przenośników: Przy takim umieszczeniu „szczotki” pneumatycznej powietrze wypływające z jej dysz (dyszy) przechodzi przez oczka siatki przenośnikowej zanim zetknie się z włóknami.

Jak można się zorientować z figur od 9A do 9D, ilustrujących przykłady realizowania sposobu według wynalazku, oraz fig. 10 i fig 11, przedstawiających przykładowo łączenie ze sobą sąsiednich fałd przez zaczesywanie włókien z wierzchołka jednej fałdy na wierzchołek sąsiedniej fałdy, włókna 45 należące do wierzchołka 23 lub części wierzchołkowej jednej fałdy pasma włóknistego 40 zachodzą w wyniku szczotkowania częścią ich długości na wierzchołek 23 lub część wierzchołkową fałdy sąsiedniej, „mostkując” tym samym szczeliny 22 między sąsiadującymi ze sobą fałdami.

W wyniku szczotkowania końce niektórych włókien 45 znajdujących się w częściach wierzchołkowych fałd są uwalnianie i „zaczesywane” na część wierzchołkową fałdy sąsiedniej. W ten sposób te zaczesane włókna maaąjeden ich koniec utwierdzony w masie włókien części wierzchołkowej fałdy, do której te włókna należą, a uwolniony koniec zachodzi na część wierzchołkową sąsiedniej fałdy. Gdy teraz na tak przygotowaną powierzchnię materiału zostanie naniesiona żywica lub pofałdowana wstęga włóknista zostanie podgrzana, a następnie naniesiona żywica zostanie utwardzona lub stopione w wyniku nagrzania włókna zostaną ochłodzone, to następuje wtedy trwałe spojenie końców zaczesanych włókien oraz innych włókien danej fałdy z włóknami fałdy sąsiedniej, z którą one się stykają, przy czym włókna mostkujące 45 materiału z obu stron wstęgi 40 szczeliny między fałdami tworzą rodzaj zewnętrznych powłok, między którymi znajduje się pofałdowana wstęga włóknista 40. W wyniku tego ewentualne nakładanie w następnym etapie zewnętrznych płaskich wstęg 1 na obie strony pofałdowanej wstęgi może się okazać zbędne, ponieważ te zaczesane włókna mostkujące 45 po utwardzeniu żywicy lub zestaleniu stopionych w wyniku ogrzania włókien spełniają po większej części zadania jakie mają do spełnienia te zewnętrzne płaskie wstęgi 1. W ten sposób odpada dodatkowa operacja nakładania tych zewnętrznych wstęg oraz dodatkowe komplikowanie układu do wytwarzania materiału przez wyposażanie w urządzenia do nakładania tej wstęgi. Mimo to w pewnych przypadkach może okazać się pożądanym, niezależnie od mostkowania za pomocą zaczesywanych włókien, także obłożenie pofałdowanej wstęgi z obu stron zewnętrznymi wstęgami 1 względnie nałożenie takiej zewnętrznej wstęgi 1 tylko na jedną z powierzchni zmostkowanej zaczesanymi włóknami 45.

Mostkowanie szczelin między fałdami przez zaczesywanie włókien daje gładką powierzchnię zewnętrzną materiału według wynalazku, gdyż zaczesane włókna przynajmniej częściowo wypełniają zagłębienia powstające między fałdami, a jednocześnie struktura ze zmostkowanymi w ten sposób fałdami ma większą wytrzymałość w kierunku wzdłużnym materiału w porównaniu z materiałami tego typu mającymi strukturę tradycyjną, co wynika z mocniejszego spojenia ze sobą sąsiednich fałd, przy jednoczesnym zachowaniu własności wytrzymałościowych w kierunku prostopadłym do powierzchni materiału.

W przypadku materiałów spajanych żywicą wskazane jest nanoszenie żywicy tylko powierzchniowo na obie strony wstęgi. Zapewnia to wystarczającą trwałość fałd, przy jednoczesnym zachowaniu małej gęstości struktury wewnętrznej materiału, co nadaje mu miękką sprężystość oraz doskonałe własności, jeśli chodzi o powrót elastyczności po usunięciu obciążenia i małe ugięcie sprężyste pod wpływem obciążenia ściskającego. Ma on pod tymi względami znacznie lepsze własności niż tradycyjne materiały tego typu, które wymagają nasycania żywicą w całej masie dla zapewnienia należytej integralności strukturalnej. Taki materiał na wskroś nasycany żywicą może być używany do produkcji materacy i poduszek tapicerskich, ale nie w zastosowaniach wymagających materiału o małej gęstości, do których doskonale nadaje się materiał według wynalazku z fałdami mostkowanymi przez szczotkowanie.

187 661

W przypadku spajanego termicznie mostkowanego przez szczotkowanie materiału według wynalazku, oprócz zapewnienia większej wytrzymałości w kierunku wzdłużnym, włókna mostkujące służą także jako osnowa stabilizująca fałdy. W wyniku tego fałdy nie muszą przylegać do siebie na dużej powierzchni, jak to ma miejsce w przypadku tradycyjnych materiałów tego typu, a uzyskuje się materiał bardziej miękki i o mniejszej gęstości.

Różnicowanie gęstości materiału w jego przekroju poprzecznym uzyskuje się przez odpowiednie formowanie fałd z co najmniej jednej wstęgi włóknistej, która po ułożeniu w fałdy ma odpowiednio wierzchołki i podstawy tych fałd, przy czym wierzchołki te wyznaczają jedną a podstawy drugą powierzchnię zewnętrzną materiału. Zróżnicowana gęstość występuje na grubości materiału między tymi dwiema powierzchniami.

Różne warianty wykonania materiału według wynalazku charakteryzującego się zmienną gęstością opisane zostały poniżej i zilustrowane na figurach od 12 do 25. Na fig. 12 pokazano przykład wykonania materiału według wynalazku, w którym górna część materiału, przyległa do wierzchołków 123a wyznaczających gómą powierzchnię zewnętrzną materiału wypełniającego o strukturze pofałdowanej stanowi strefę 150a o małej gęstości. Podobnie podstawy 125a fałd 140a wyznaczają dolną powierzchnię zewnętrzną tego materiału, z którą sąsiaduje druga strefa 150b o małej gęstości. Pomiędzy tymi strefami o małej gęstości znajduje się strefa 150c o średniej lub umiarkowanej gęstości. Tak więc w przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 12 strefa 150c o średniej gęstości jest usytuowana z dala od powierzchni zewnętrznych materiału według wynalazku, mniej więcej w środkowej części jego przekroju poprzecznego, pomiędzy tymi dwiema strefami 150a i 150b o małej gęstości. Tej zróżnicowanej gęstości odpowiadają różne stopnie miękkości i zwięzłości. Stopień miękkości danej strefy materiału zmienia się wraz z gęstością w stosunku odwrotnie proporcjonalnym do tej ostatniej, zaś stopień zwięzłości struktury jest wprost proporcjonalny do jej gęstości. Tak więc im mniejsza jest gęstość tego materiału, tym bardziej odczuwalna jest jego miękkość i odwrotnie, natomiast im większa jest gęstość tego materiału, tym większa jest jego zwięzłość lub odporność na odkształcenia sprężyste. W przykładzie wykonania uwidocznionym na fig. 12 można zauważyć, że materiał według wynalazku ma fałdy 140a sięgające z jednej strony do górnej powierzchni zewnętrznej wyznaczanej przez wierzchołki 123a, a z drugiej strony do dolnej powierzchni zewnętrznej wyznaczanej przez podstawy 125a tych fałd. Można także zauważyć, że materiał pokazany tutaj ma także krótsze fałdy 140b z odpowiednio wierzchołkami 123b i podstawami 125b, które nie sięgają do tych zewnętrznych powierzchni materiału. Widać tu także, że każda fałda tego materiału ma dwa niejednakowe ramiona, tj. ramię dłuższe 1701 oraz ramię krótsze 170s, których wewnętrzne powierzchnie stykają się ze sobą a powierzchnie zewnętrzne stykają się przynajmniej z częścią ramienia sąsiedniej fałdy. Można przyjąć teoretycznie, że każda fałda składająca się z ramion 1701 i 170s jest połączona z sąsiednią fałdą jeszcze krótszym ramieniem łączącym 1701, znajdującym się między ramionami 1701 i 170s oraz stanowiącym połączenie między nimi.

Na figurze 13 przedstawiono przykład wykonania materiału według wynalazku maj ącego tylko jedną strefę 150a o małej gęstości przy jednej z powierzchni zewnętrznych materiału. Reszta materiału o falistej strukturze, to jest znajdująca się między strefą 150a, o małej gęstości a przeciwległą powierzchnią zewnętrzną, jest strefa 150d o dużej gęstości.

Figura 14 przedstawia jeszcze inny przykład wykonania materiału według wynalazku, gdzie strefa 150a o małej gęstości znajduje się przy jednej z zewnętrznych powierzchni materiału, przy przeciwległej powierzchni zewnętrznej znajduje się strefa 150c o średniej lub umiarkowanej gęstości, a między tymi strefami jest trzecia strefa 150d o dużej gęstości (usytuowana z dala od obu powierzchni zewnętrznych).

Na figurze 15 pokazano strukturę podobną do tej z fig. 13, to znaczy ze strefą 150a o małej gęstości i ze strefą 150d o dużej gęstości z tym, że w odróżnieniu od przykładów z fig. od 12 do 14, gdzie obie powierzchnie zewnętrzne materiału są płaskie, tutaj powierzchnia zewnętrzna, do której przylega strefa o małej gęstości, nie jest płaska i nie przebiega równolegle do powierzchni zewnętrznej sąsiadującej ze strefą o dużej gęstości.

Figura 16 przedstawia materiał według wynalazku, który ma strefę 15 Od o dużej gęstości usytuowaną pomiędzy' dwiema strefami 150a i 150b o małej gęstości, które przylegają do

187 661 przeciwległych powierzchni zewnętrznych materiału. W tym przykładzie obie te powierzchnie nie są płaskie i nie przebiegają równolegle względem siebie.

W każdym z przykładów przedstawionych na fig. od 12 do 16 struktura materiału według wynalazku jest uformowana z jednej wstęgi włóknistej. Jednakże zgodnie z wynalazkiem materiał o strukturze falistej wykazujący zróżnicowaną gęstość na jego przekroju poprzecznym może być uformowany z większej liczby pofałdowanych wstęg lub mat włóknistych niż jedna. I tak przykłady wykonania takiego materiału z dwóch oddzielnych mat włóknistych pokazano na fig. 17 i fig. 18. W obu tych przykładach pierwsza wstęga włóknista 147 jest układana w fałdy w taki sposób, że wchodzą one w fałdy drugiej wstęgi włóknistej 146 lub je obejmują. W tych wariantach wykonania materiału według wynalazku, gdzie stosuje się dwie poddawane fałdowaniu wstęgi włókniste można uzyskiwać najrozmaitsze kombinacje stref o małej, średniej i dużej gęstości. Jedna z takich kombinacji jest pokazana przykładowo na fig. 17, która przedstawia strukturę materiału podobną do pokazanej na fig. 12 pod tym względem, że w obu tych przykładach strefa 150c o średniej gęstości nie sąsiaduje z żadną z powierzchni zewnętrznych i jest usytuowana pomiędzy dwiema strefami 150a i 150b o małej gęstości. Podobnie sytuacja wygląda w przykładzie pokazanym na fig. 18, gdzie materiał składający się z dwóch oddzielnych wstęg włóknistych o wzajemnie zachodzących na siebie lub zazębiających się fałdach ma, tak samo jak w przykładzie z fig. 13 dotyczącym materiału zrobionego z pojedynczej wstęgi, strefę 150a o małej gęstości oraz strefę 150d o dużej gęstości.

Niniejszy wynalazek nie ogranicza się do opisanych materiałów wykonanych z jednej lub dwóch oddzielnych wstęg włóknistych. Jak to pokazano na fig. 19, fig. 20 i fig. 21 można przy wytwarzaniu materiału według wynalazku stosować również trzy oddzielne wstęgi włókniste 146, 147 i 148 ułożone razem w fałdy i tworzące między zewnętrznymi powierzchniami materiału streiy o zróżnicowanej gęstości. Tak samo jak w przykładach pokazanych na fig. 17 i fig. 18 również tutaj fałdy poszczególnych wstęg zachodzą wzajemnie na siebie lub zazębiają się ze sobą. W przedstawionych tu przykładach wstęga 146 jest wstęgą środkową, a jej fałdy są obejmowane przez fałdy wstęg zewnętrznych 147 i 148 tylko częściowo. Z przykładów pokazanych na fig. 19, fig. 20 i fig. 21 widać również, że możliwe są rozmaite kombinacje stref o małej, średniej i dużej gęstości odpowiednio do konkretnych, zamierzonych zastosowań materiału według wynalazku. Ogólnie rzecz biorąc materiał według wynalazku ma tu zawsze co najmniej jedną strefę o małej gęstości usytuowaną przy jego powierzchni zewnętrznej. Włóknisty materiał wypełniający według wynalazku o pofałdowanej strukturze może mieć powierzchnie zewnętrzne, które są bądź płaskie bądź odbiegające od płaskiego kształtu i przebiegać równolegle lub nierównolegle do siebie. Ilustrują to przykłady pokazane na fig. od 12 do 14 oraz fig. 17 i fig. 18, gdzie mamy do czynienia z powierzchniami zewnętrznymi płaskimi i równoległymi do siebie oraz na fig. 15 i fig. 16, gdzie przynajmniej jedna z powierzchni zewnętrznych nie ma płaskiego kształtu. Kształt powierzchni zewnętrznych falistej struktury materiału według wynalazku może być ustalany przez dostosowywanie ruchów oscylacyjnych urządzenia tworzącego fałdy. Jeśli wszystkie skoki ruchu oscylacyjnego są identyczne, wtedy uzyskujemy strukturę o płaskich powierzchniach zewnętrznych. Jeśli jednak skoki te zaprogramuje się tak, żeby zmieniały swą długość cyklicznie to uzyskamy powierzchnię o kształcie mniej lub bardziej falistym, odbiegającym od płaskiego.

Opisane wyżej przykłady wykonania materiału według wynalazku, to znaczy przykłady pokazane na fig. od 12 do 21, można uzyskać używając do wytwarzania materiału urządzeń pokazanych przykładowo na fig. 8 oraz fig. od 27 do 31. Najprostsze przykłady tych urządzeń, nadające się do wytwarzania materiału o strukturze takiej, jak pokazano na fig. od 1 do 16, przedstawione są na fig. 8 i fig. 27. Zastosowano tutaj jedną parę przenośników taśmowych 20 o równoległych i usytuowanych w pewnej odległości od siebie powierzchniach roboczych, jak to już opisano wcześniej. Wstęga włóknista 40 jest podawana na te przenośniki taśmowe 20, które wykonują względem siebie ruchy oscylacyjne za pomocą nie ujawnionego na rysunku zespołu napędowego. Powoduje to, że wstęga włóknista 40 wychodząca spomiędzy elementów przenośnikowych 20 układa się w fałdy wchodząc do komory formującej lub kanału formującego 30. W kanale formującym 30 mogą być umieszczone aparaty szczotkujące od 91 do 93 (jak pokazano na fig. 8) do szczotkowania wierzchołków 23 fałd 21, celem zaczesywa14

187 661 nia włókien 45 należących do jednych wierzchołków 23 fałd na wierzchołki fałd sąsiednich, celem wypełniania szczelin występujących pomiędzy sąsiednimi wierzchołkami 23 fałd wstęgi włóknistej 40.

Przez odpowiednie zaprogramowanie (nie pokazanego na rysunku) układu sterującego, który powoduje, że ruchy oscylacyjne elementów przenośnikowych są wykonywane według określonego schematu, można uzyskać każdy potrzebny rozkład gęstości materiału w jego przekroju poprzecznym. Rzeczywisty ruch wychylny elementów przenośnikowych 20 jest wywoływany przez zespół napędowy taki, jak pokazano na fig. od 28 do 31 jako oznaczony odnośnikiem 180, który może mieć postać mechanizmu krzywkowego lub serwomotoru. Zespoły napędowe oraz program służący do sterowania nimi (mogący mieć także postać odpowiednio dobranego kształtu krzywek) oraz szybkość pracy zespołu napędowego są czynnikami, od których zależy usytuowanie fałd oraz rozkład gęstości materiału w obszarze znajdującym się pomiędzy jego przeciwległymi powierzchniami zewnętrznymi wyznaczanymi przez wierzchołki i podstawy przynajmniej części fałd.

Od programu sterującego zespołem napędowym lub mechanizmem wywołującym ruch oscylacyjny zależy stopień zachodzenia na siebie fałd podawanej wstęgi, a tym samym rozkład gęstości na przekroju poprzecznym już ułożonego w fałdy materiału. Czym więcej ruchów oscylacyjnych przypadających na jednostkę czasu w określonej strefie grubości materiału tym większe jest zachodzenia na siebie fałd w tej strefie, a tym samym, tym większa jest gęstość tej strefy. Na przykład w strukturze pokazanej na fig. 12 strefy o małej gęstości znajdują się w obszarach sąsiadujących z przeciwległymi powierzchniami zewnętrznymi ze strefą o średniej gęstości usytuowaną między nimi. Jest to uzyskiwane przez zaprogramowanie zespołu napędowego w taki sposób, aby zwiększał on liczbę skoków ruchu oscylacyjnego w środkowej strefie. W przeciwieństwie do tego w przykładzie pokazanym na fig. 14 potrzebna jest większa liczba skoków w strefie środkowej dla uzyskania tam największej gęstości przy zachowaniu najmniejszej liczby skoków na końcu zasięgu tego ruchu, co odpowiada strefie o małej gęstości.

W przykładach wykonania pokazanych na fig. od 17 do 21 rozkład gęstości może być regulowany nie tylko przez odpowiednie dobranie stopnia zachodzenia fałd na siebie, ale także przez zastosowanie różnych rodzajów włókien oraz odpowiedniej ich średnicy lub ciężaru właściwego. Tak więc w przypadku wielu zastosowań wynalazku może być wskazanym użycie większej liczby poddawanych fałdowaniu wstęg niż tylko jedna, gdzie własności fizyczne samych wstęg i/lub włókien je tworzących, takie jak średnica i ciężar właściwy włókien, są różne dla poszczególnych wstęg. Można także zmieniać inne własności materiału według wynalazku celem dostosowania go do konkretnych zastosowań dzięki użyciu większej niż jedna liczby wstęg.

Liczba użytych wstęg włóknistych wiąże się z odpowiednią liczbą zespołów przenośnikowych zastosowanych w urządzeniu do wytwarzania materiału według wynalazku. Na fig. 28 i fig. 29 pokazano układ zawierający dwa zespoły przenośnikowe 120a i 120b. Układ pokazany na fig. 29 różni się od tego z fig. 28 tym, że ten pierwszy zawiera aparat szczotkujący 90, taki jak pokazano na fig. 8. Przy użyciu dwóch wstęg włóknistych, a mianowicie wstęgi 148 oznaczonej dodatkowo jako A oraz wstęgi 149 oznaczonej dodatkowo jako B, można zmieniać rozkład gęstości materiału między jego dwiema powierzchniami zewnętrznym na dwa różne sposoby. Tak więc gęstość struktury można zmieniać przez zmianę ułożenia fałd, tj. zmieniać gęstość przez odpowiednią zmianę rozkładu fałd, tak jak pokazano na fig. od 12 do 16, a dodatkowo można wpływać na rozkład gęstości stosując wstęgi A i B o różniących sitę od siebie gęstościach (gramaturach). Urządzenie pokazane na fig. 28 i fig. 29 jest podobne do pokazanego na fig. 8 i fig. 27. Jednakże zamiast jednego zespołu przenośnikowego zastosowano tutaj dwa zespoły przenośnikowe 120a, 120b. W tym przykładzie wykonania wstęgi włókniste 148 i 149 podawane są odpowiednio do zespołów przenośnikowych 120a i 120b. Każdy zespół przenośnikowy zawiera korzystnie szereg rolek lub taśm przenośnikowych i płyt prowadzących 147 dla utrzymania kontaktu między wstęgą włóknistą a taśmą przenośnikową, i tym samym zapewnienia nieprzerwane, równomiernego podawania wstęgi do komory formującej 130, która jest podobna do komory formującej 30 opisanej już wcześniej.

187 661

Oprócz zastosowania dwóch zespołów przenośnikowych 120a, 120b urządzenie pokazane na fig. 28 i fig. 29 różni się od tego z fig. 8 i fig. 27 tym, że zawiera ono dwa oddzielne zespoły napędowe odpowiednio 180a i 180b. Każdy z tych zespołów napędowych zawiera mechanizm lub urządzenie do realizowańia ruchu oscylacyjnego, jak np. mechanizm krzywkowy lub odpowiedni serwomotor, oddzielnie napędzający każdy z zespołów przenośnikowych 120a, 120b. Te zespoły napędowe mogą być odpowiednio programowane celem dostosowania schematu ruchu oscylacyjnego do wymaganego układu fałd ze względu na pożądany rozkład gęstości. Parametrami, które można zmieniać dla uzyskania wymaganej gęstości są: (a) Odległość między zespołami napędowymi w czasie zerowym (w chwili uruchomienia urządzenia) lub względne położenia wylotów zespołów przenośnikowych 120a, 120b oraz (b) szybkość przemieszczania w kierunku poziomym zespołów przenośnikowych. Gęstość materiału według wynalazku na jego grubości można zmieniać poprzez odpowiedni dobór tych parametrów Tak więc długość części o średniej gęstości można regulować przez odpowiednie zmienianie odległości między zespołami przenośnikowymi 120a, 120b lub zespołami napędowymi 180a, 180b w jakiej znajdują się one w czasie zerowym. Długość lub wielkość strefy o małej gęstości, zwykle znajdującej się przy powierzchni zewnętrznej materiału, można zmieniać regulując odpowiednio szybkość przemieszczania w kierunku poziomym zespołów napędowych 180a, 180b. Na przykład dla uzyskania materiału o strukturze pokazanej na fig. 17 szybkość zespołów napędowych 180a, 180b nastawia się tak, aby była w zasadzie jednakowa. Dla porównania, aby uzyskać materiał o strukturze pokazanej na fig. 18 zespół napędowy 180b nastawia się na większą szybkość niż zespół napędowy 180a. Dzięki takiemu nastawieniu uzyskuje się jedną strefę o małej gęstości.

Na figurze 18 pokazano strukturę materiału według wynalazku charakteryzującą się małą strefą o małej gęstości i dużą strefą o wysokiej gęstości. Dla uzyskania takiego rozkładu gęstości zespół napędowy 180a musi napędzać zespół przenośnikowy 120a z większą prędkością niż zespół 180b napędza zespół przenośnikowy 120b. W wyniku tego zespół przenośnikowy 120a wcześniej doprowadza przenoszoną wstęgą do określonego punktu niż zespół 120b. Daje to w efekcie strefę o małej gęstości tworzoną przez wstęgę A (148), przy czym wstęgi B (149) nie ma w ogóle w tej strefie, a jest ona obecna jedynie w strefie średniej gęstości. Przemieszczając się w przeciwnym kierunku zespół przenośnikowy 120a dociera do odnośnego końca drogi w tym samym czasie, co zespół przenośnikowy 120b. Daje to w efekcie strefę o dużej gęstości, w której znajdują się obie wstęgi włókniste 148 i 149. Jako uniwersalną zasadę należy przyjąć, że im szybciej przemieszcza się dany zespół przenośnikowy, tym dłuższa jest strefa o określonej gęstości, w której znajduje się dana wstęga. Tak więc wielkość poszczególnych stref gęstości jest częściowo zależna od odległości, jaką ma do pokonania wstęga przemieszczana przez dany zespół przenośnikowy. Liczba wstęg włóknistych użytych do produkcji materiału według wynalazku jest ograniczona jedynie tym, ile takich wstęg można wprowadzić do komory formującej 130. Tak więc struktury materiału według wynalazku pokazane na fig. 19, fig. 20 i fig. 21 zawierają po trzy wstęgi, których fałdy wzajemnie się przeplatają lub zazębiają. Taki materiał może być otrzymany przy użyciu urządzeń pokazanych na fig. 30 i fig. 31, różniących się od siebie tylko tym, że jedno z nich zawiera aparat szczotkujący 90. W urządzeniu pokazanym na fig. 30 i fig. 31 trzy wstęgi włókniste A (148), B (149) i C (151) są podawane przez trzy oddzielne zespoły przenośnikowe, odpowiednio 120a, 120b, 120c, do komory formującej 130. To samo co powiedziano już na temat programowania zespołów napędowych 180a i 180b w przykładach wykonania pokazanych na fig. 28 i fig. 29 odnosi się także do zespołów napędowych wywołujących ruchy oscylacyjne zespołów przenośnikowych 120a, 120b, 120c z fig. 30 i fig. 31. Tak więc dla każdego z zespołów napędowych dobiera się odpowiedni program zapewniający właściwe położenia wyjściowe końców wylotowych zespołów przenośnikowych 120a, 120b, 120c względem siebie w czasie zerowym oraz długości drogi przebywanej przez oba końce każdego z tych zespołów przenośnikowych.

Inny wariant realizacji wynalazku stanowią struktury pokazane na fig. 22a, fig. 22b, fig. 23a, fig. 23b, fig. 24a, fig. 24b, fig. 25a, fig. 25b i fig. 26. Te przykłady wykonania charakteryzują się jedną wspólną cechą polegającą na tym, że niektóre wierzchołki i/lub podstawy fałd znaj16

187 661 dujące się przy powierzchni zewnętrznej materiału wystają ponad wierzchołki i/lub podstawy sąsiednich fałd są zawinięte na wierzchołek lub podstawę sąsiedniej fałdy. Tak więc, jak to pokazano na fig. 22b, część wierzchołkowa 123a jest zawinięta lub założona na część wierzchołkową sąsiedniej fałdy, w tym przypadku krótszej od fałdy zawiniętej na nią Podobnie część dolna 125a fałdy jest zawinięta na część dolna sąsiedniej fałdy. W każdym z omawianych przypadków zawinięte na sąsiednie fałdy części wierzchołkowe i dolne fałd wyglądają w powiększeniu jak zachodzące na siebie gonty dachowe. Chociaż nie jest to bezwzględnie konieczne, ale niewątpliwie korzystne, aby zawijane wierzchołki i podstawy fałd należały do co drugiej fałdy, a fałdy z zawijanymi wierzchołkami i podstawami były od siebie oddzielone fałdami nie biorącymi w tym zawijaniu udziału.

Ten wariant wykonania materiału według wynalazku może być realizowany przy zasadniczo stałej gęstości materiału w całym jego przekroju poprzecznym, aż do obszaru, gdzie znajdują się zawinięte końce fałd. Alternatywnie, podobnie jak to ma miejsce w wyżej już opisanych przykładach, ten wariant wykonania może mieć zastosowanie także do struktur materiału według wynalazku charakteryzujących się zróżnicowaną gęstością na przekroju poprzecznym, co uzyskuje się w taki sam sposób jak przy strukturach bez zawijania końców fałd. Tak więc oprócz zawiniętych końców fałd te struktury mogą posiadać najrozmaitsze kombinacje stref o małej, średniej i dużej gęstości znajdujące się pomiędzy powierzchniami zewnętrznymi materiału wyznaczanymi przez zawinięte końce fałd. Materiał według wynalazku w postaci wykonania pokazanej na fig. 22ą fig. 22b, fig. 23a, fig. 23b, fig. 24a, fig. 24b, fig. 25a, fig. 25b i fig. 26 charakteryzuje się dużym stopniem miękkości przy powierzchni zewnętrznej i szeroką strefą o dużej sztywności sprężystej między dwiema powierzchniami zewnętrznymi. Przykłady ilustrujące ten wariant wykonania charakteryzują się także znacznie większą gładkością powierzchni zewnętrznych i lepszą wytrzymałością mechaniczną. Chociaż podobny efekt co do gładkości i równości powierzchni zewnętrznej uzyskuje się przez szczotkowanie wierzchołków fałd, to jednak znacznie większą poprawę właściwości materiału według wynalazku uzyskuje się przez zawinięcie części wierzchołkowych fałd.

Oprócz konieczności dostosowania go do wyżej omówionych parametrów, urządzenie do wytwarzania materiału według wynalazku w tej jego postaci wykonania wymaga zmodyfikowania w taki sposób, aby szerokość komory formującej 30 lub 130 była mniejsza niż w urządzeniu przeznaczonym do wytwarzania materiału bez zawiniętych wierzchołków fałd. Takie zmodyfikowane urządzenie pokazano na fig. 32, fig. 33 i fig. 34, przy czym każde z tych urządzeń może być dodatkowo wyposażone w aparat szczotkujący.

Dla zilustrowania uzyskiwanego wzrostu wytrzymałości w wyniku zawijania końców fałd sporządzono szereg próbek takiego materiału, które następnie przebadano w niżej opisany sposób. Materiał ten jest wytwarzany w ten sposób, że podczas tworzenia fałd niektóre z nich wykonuje się dłuższe, tak aby wystawały one ponad pozostałe, a następnie ułożona w fałdy wstęgę lub wstęgi przepycha się przez komorę formującą aby spowodować zawinięcie wystających końców fałd na końce fałd sąsiednich. Wynikiem tego jest materiał mający gładką powierzchnię (w przeciwieństwie do nierównej o pewnym konturze) oraz posiadający podwyższoną wytrzymałość na rozciąganie w kierunku wzdłużnym. Dla porównania wykonano jedną próbkę materiału z zawijaniem końców fałd w wyżej opisany sposób oraz bez tego zawijania ze spajaniem termicznym jak opisano już wyżej, gdzie wszystkie fałdy są widoczne na powierzchni. Te próbki sporządzono: 1) używając tego samego surowca, 2) o tych samych wymiarach i ciężarze oraz 3) porównywalne pod względem jakości.

Tak więc w każdym przypadku mieszano włókna podstawowe o wyższej temperaturze topnienia z włóknami o niższej temperaturze topnienia używanymi do spajania termicznego. Te ostatnie były rdzeniowymi włóknami z politereftalanu etylenowego użytego na rdzeń oraz z powłoką zewnętrzną z kopolimeru politereftalanu etylenowego i poliizoftalanu etylenowego mającymi temperaturę topnienia 110°C. We włóknach tych materiał powłoki stanowił 50% wagowych całości.

Próbki nr 1 i nr 2 sporządzono używając mieszanki składającej się w 80% wagowych z włókna poliestrowego 808 DACRON® (typu 6.5 - denier) i 20% włókna termicznie wiążącego jak wyżej. Był to pierwszy zestaw próbek. W drugim zestawie próbek (nr 3 i nr 4) użyto

187 661 mieszanki składającej się z 80% wagowych włókna poliestrowego 76 DACRON® (typu 15.0 - denier) i 20% tego samego co wyżej włókna termicznie wiążącego. Próbki miały grubość około 2 cali. Próbki materiału według wynalazku wykonano na urządzeniu pokazanym na fig. 33, zaś próbki porównawcze na urządzeniu z fig. 8.

Przeprowadzone próby obejmowały badanie modułu sprężystości i wytrzymałości na rozciąganie w kierunku wzdłużnym oraz wydłużenie przy zerwaniu. Próbki paskowe wycięte do badań wytrzymałościowych w kierunku wzdłużnym miały szerokość jednego cala i długość 8 cali. Badania wytrzymałościowe przeprowadzono z prędkością 40%/minutę na maszynie do badania wytrzymałości na rozciąganie (Instron) mającej szczęki obłożone gumą. Na podstawie wyników sporządzono charakterystykę naprężeniowo-odkształceniową przy wydłużeniu 10%. Moduł przy wydłużeniu 10% został określony przez wykreślenie stycznej do krzywej charakterystyki naprężeniowo-odkształceniowej w punkcie odpowiadającym 10% wydłużeniu.

M_od_uł - Obciążenie przy 10% wydłużeniu grubość próbki x szerokość próbki x 0,10 (wydł.)

Wytrzymałość na rozciąganie jest stosunkiem obciążenia przyłożonego do próbki odpowiadającego maksimum na krzywej charakterystyki naprężeniowo-odkształceniowej do grubości próbki przy rozpoczynaniu próby. Wydłużenie przy zerwaniu (% wydłużenia) jest procentowym wydłużeniem próbki od długości początkowej do długości w momencie zerwania.

,, . ,_ΛΛ Długość przy zerwaniu - długość początkowa % wydłużenia = 100 x ---------długość początkowa

Wszystkie próby były przeprowadzane na pięciu paskowych próbkach wytrzymałościowych wyciętych z każdej próbki materiału.

Tabela

Próbka	Grubość [cale]	Gęstość [funt/stopa²]	Moduł [MPa]	Wytrzymałość na rozciąganie [N/cm]	Wydłużenie [%]
Nrl Fałdy zawijane	1,95	0,95	0,390	1,79	21,87
Nr 2 Fałdy równomierne	1,95	1,08	0,007	1,17	93,36
Nr 3 Fałdy zawijane	2,11	1,50	0,054	2,77	22,01
Nr 4 Fałdy równomierne	1,92	1,50	0,013	1,48	46,38

Powyższy opis przykładów wykonania ma jedynie na celu lepsze zilustrowanie istoty wynalazku i w żadnej mierze nie może być traktowany jako wyznaczający zakres ochrony, który określają zastrzeżenia patentowe.

187 661

FIG. 2

FIG. 3

187 661

FIG. 10

FIG. U

187 661

FIG. 4

FIG. 7

187 661

FIG. 9A

187 661

150a mata gęstość •150c średnia gęstość

150b mała gęstość

FIG. 13

187 661

FIG. 14

>1503 mała gęstść

J ' 150g duża gęstoś

FIG. 15

187 661

mała gęstość duża gęstość

-150b

J mała gęstość

FIG. 16

H50a

150d ,123b l40b

ΊΖ5β

125b MAOa

-150a J mata gęstość >150c średnia gęstość

-150b mała gęstość

FIG. 17

187 661

FIG. 18

FIG. 19 r150a ί mała gęstość >

-150c/i50<] [ średnia i gęstość

I “ ί <

i hsob mała gęstość

187 661

mała gęstość /γ H50c!

Ęij i duża gęstość /fi i

150c średnia gęstość

FIG. 20

mała gęstość

150c średnia gęstość •I.HSOd duża gęstość

FIG. 21

187 661

FIG. 22b

FIG. 22 a

123b 123a

FfG. 23a

FIG. 23 b

187 661

r. 24 a

FIG. 24 b

187 661

FIG. 25b

FIG. 26

187 661

FIG. 27

187 661 wstęga włóknista

14S wstęga ( włóknista ³

FIG. 28

187 661

FIG. 29

187 661

FIG. 30

187 661

FIG. 31

187 661 wstęga ___odchylani a

FIG. 32

187 661

FIG. 33

187 661

FIG. 34

187 661

FIG. 1 ( STAN TECENEKE )

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 6,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Materiał wypełniający o strukturze falistej, składający się z co najmniej jednej ciągłej wstęgi włóknistej sfałdowanej faliście, w którym kolejne fałdy wstęgi włóknistej mają dwa ramiona, których górne końce połączone są ze sobą górnym wierzchołkiem, zaś każdy z dolnych końców ramion tej fałdy połączony jest dolnym wierzchołkiem z dolnym końcem ramienia sąsiedniej fałdy, przy czym kolejne ramiona fałd przylegają ściśle do siebie i są ze sobą spojone, a szerokość materiału określa szerokość wstęgi włóknistej, znamienny tym, że co najmniej niektóre górne wierzchołki (23) wyznaczają górną powierzchnię strukturalną materiału, zaś co najmniej niektóre dolne wierzchołki (23) wyznaczają dolną powierzchnię strukturalną materiału, grubość materiału określa odległość pomiędzy tymi powierzchniami strukturalnymi, zaś gęstość materiału mierzona wzdłuż jego grubości jest zmienna.
2. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że jego gęstość w rejonie sąsiadującym z co najmniej jedną z powierzchni strukturalnych jest mniejsza niż gęstość w innych rejonach.
3. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że jego gęstość jest największa w rejonie oddalonym od powierzchni strukturalnej.
4. Materiał według zastrz 1, znamienny tym, że jego gęstość jest największa w środku grubości, zaś najmniejsza w rejonie sąsiadującym z co najmniej jedną z powierzchni strukturalnych.
5. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że długości ramion (1701,170s) sąsiadujących ze sobą fałd są różne.
6. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że obie powierzchnie strukturalne są do siebie równoległe.
7. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że składa się tylko z jednej sfałdowanej faliście wstęgi włóknistej.
8. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że składa się z dwóch sfałdowanych faliście wstęg włóknistych (146,147).
9. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, składa się z trzech sfałdowanych faliście wstęg włóknistych (146,147,148).
10. Materiał według zastrz. 8, znamienny tym, że fałdy jednej wstęgi włóknistej (146) zazębiają się z fałdami drugiej wstęgi włóknistej (147).
11. Materiał według zastrz. 9, znamienny tym, że niektóre fałdy pierwszej z trzech wstęg włóknistych (146, 147, 148) wciśnięte są pomiędzy fałdy pozostałych dwóch wstęg włóknistych a inne fałdy pierwszej z wstęg zazębiają się z fałdami pozostałych dwóch wstęg.
12. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że fałdy mają postać łukowatą.
13. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że górne (123a) i dolne (125a) wierzchołki co najmniej niektórych fałd są zawinięte i zachodzące co najmniej częściowo na odpowiadające im wierzchołki fałd sąsiednich.
14. Materiał według zastrz. 2, znamienny tym, że górne (123a) i dolne (125a) wierzchołki co najmniej niektórych fałd są zawinięte i zachodzą co najmniej częściowo na odpowiadające im wierzchołki fałd sąsiednich.
15. Materiał według zastrz. 4, znamienny tym, że górne (123a) i dolne (125a) wierzchołki co najmniej niektórych fałd są zawinięte i zachodzące najmniej częściowo na odpowiadające im wierzchołki fałd sąsiednich.
16. Materiał według zastrz. 5, znamienny tym, że górne (123a) i dolne wierzchołki (125a) co najmniej niektórych fałd są zawinięte i zachodzą co najmniej częściowo na odpowiadające im wierzchołki fałd sąsiednich.

187 661
17. Materiał według zastrz. 7, znamienny tym, że górne (123a) i dolne (125a) wierzchołki co najmniej niektórych fałd są zawinięte i zachodzą co najmniej częściowo na odpowiadające im wierzchołki fałd sąsiednich.
18. Materiał według zastrz. 8, znamienny tym, że górne (123a) i dolne (125a) wierzchołki co najmniej niektórych fałd są zawinięte i zachodzą co najmniej częściowo na odpowiadające im wierzchołki fałd sąsiednich.
19. Materiał według zastrz. 9, znamienny tym, że górne (123a) i dolne (125a) wierzchołki co najmniej niektórych fałd są zawinięte i zachodzą co najmniej częściowo na odpowiadające im wierzchołki fałd sąsiednich.
20. Materiał według zastrz. 10, znamienny tym, że górne (123a) i dolne (125a) wierzchołki co najmniej niektórych fałd są zawinięte i zachodzą co najmniej częściowo na odpowiadające im wierzchołki fałd sąsiednich.
21. Materiał według zastrz. 11, znamienny tym, że górne (123a) i dolne (125a) wierzchołki co najmniej niektórych fałd są zawinięte i zachodzą co najmniej częściowo na odpowiadające im wierzchołki fałd sąsiednich.
22. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że górną i dolną powierzchnię strukturalną wyznaczają włókna z każdego z górnych i dolnych wierzchołków sięgające na odpowiadające im pobliskie wierzchołki i zasłaniające szczeliny między fałdami.
23. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera dodatkowo dolną i górną płaską włóknistą wstęgę zewnętrzną (1), przylegającą odpowiednio do górnych i dolnych wierzchołków fałd wyznaczających dolną i górną powierzchnię strukturalną materiału.
24. Materiał według zastrz. 23, znamienny tym, że górne i dolne wierzchołki fałd są zawinięte i zachodzą na odpowiadające im wierzchołki fałd sąsiednich.
25. Sposób wytwarzania materiału wypełniającego o strukturze falistej, polegający na formowaniu płaskiej wstęgi włóknistej, a następnie fałdowaniu jej faliście, ściskaniu powstałych fałd i spajaniu ich ze sobą, znamienny tym, że uformowaną płaską wstęgę włóknistą, przepuszcza się przez podajnik (20), którego koniec wykonuje ruch oscylacyjny w płaszczyźnie równoległej do osi podłużnej powstającego materiału i jednocześnie prostopadłej do płaszczyzny tego materiału, przy czym częstotliwość i/lub amplituda, i/lub zakres ruchu oscylacyjnego podajnika (20) zależy od założonego rozkładu gęstości gotowego materiału.
26. Sposób według zastrz. 25, znamienny tym, że formuje się wstęgę włóknistą z pierwszego rodzaju włókna o pierwszej temperaturze topnienia oraz z drugiego rodzaju włókna o drugiej temperaturze topnienia wyższej niż pierwsza temperatura topnienia, po czym po ściśnięciu fałd tworzony materiał podgrzewa się do temperatury wyższej niż pierwsza temperatura topnienia i niższej niż druga temperatura topnienia.
27. Sposób według zastrz. 25, znamienny tym, że uformowane fałdy nasyca się żywicą, po czym całość podgrzewa się do temperatury wywołującej zestalenie się żywicy.
28. Sposób według zastrz. 25, znamienny tym, że przed spojeniem fałd szczotkuje się wierzchołki fałd, zaczesując wystające włókna na wierzchołki fałd sąsiednich.